مطالب تخصصی و فوق تخصصی (برق _الکترونیک) و (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)

_ بخش نانو پلاسمونیک و اُلگوی نانو الکترونیک

ارتباط بین اُلگوی نانو اِلکترونیک و اَمواج پلاسمونیک فَرآیندی بر اساس خواص اِلکتریکی ، نوری ، مغناطیسی ، سطحیمیباشد

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته: این نانو ساختار‌ها متشکل از فلز و دی الکتریک می‌باشد که ابعاد آنها زیر طول موج تحریکی ( طول موج پرتویی که باعث تحریک امواج پلاسمونیک می‌شود) قرار دارد.

با رویکرد تکنولوژی به سمت تجمع مدارات الکترونیک نوری، مشکلات ساخت و پدیده‌هایی که به جلوگیری از فشرده سازی بیشتر ساختار کمک می‌کرد، باعث شد تا استفاده از ساختارهای پلاسمونیک و امواج پلاسمونیک مورد بررسی و استفاده قرار بگیرد. پلاسمونیک بر اساس فرآیند برهم کنش بین امواج الکترومغناطیسی و الکترون‌های رسانش در فلزات با ابعاد نانو بیان شده است. به صورت تحلیلی دلیل افت سریع انرژی الکترون‌ها در عبور از فلزات میباشد و نتیجه گرفت این انرژی صرف حرکت تجمعی و نوسان گونه الکترون‌های آزاد فلز می‌شود و آن را پلاسمون نامید. دلیل این نام گذاری شباهت این نوسانات الکترون‌ها با نوسان‌های ذرات محیط پلاسما بود. به اصطلاح عبارت پلاریتون را برای نوسان الکترون‌های مقید فلز در حالت جفت شدگی با فونون‌های پرتو فرودی به کار میرود. نام پلاریتون برای شبه ذراتی که نیم ماده و نیم فوتون بودند، بکار گرفته شد که حالت تزویج شده بین یک فوتون پرتو تحریک کننده ابتدایی و الکترون‌های رسانش فلز است و اصطلاح پلاسمون پلاریتون (Plasmon Polariton) برای بیان علت تزویج شده بین یک فوتون و یک پلاسمون است.

تقسیم بندی این علم نوپا به دو حوزه پلاسمون‌های سطحی موضعی و پلاسمون پلاریتون‌های سطحی هر یک به طور اجمالی معرفی می‌شود. در پلاسمون‌های سطحی موضعی اساس برهم کنش‌ها نانو ذرات می‌باشد که به بررسی خواص آنها در تحریک این مد از امواج پلاسمونیک پرداخته شده است. در پلاسمون پلاریتون‌های سطحی با معرفی بنیاد کاری آنها فرمول بندی میدانی آن و چگونگی گذشتن از حد پراش توسط این ساختار‌ها وجود دارد. نانو ساختار‌ها ، هم از جهت سنتز و تولید، و هم از جهت خواص و کاربرد‌ها تفاوت‌‌های اساسی با هم دارند. به طور کلی خواص الکتریکی، نوری، مغناطیسی، سطحی و غیره این سه ساختار با یکدیگر تفاوت ‌های اساسی دارند و بالطبع کاربرد‌هایشان نیز متفاوت است. از نانو ساختار‌های یک بعدی می‌‌توان برای اتصالات الکترونیکی استفاده کرد درحالی ‌که برای نانو مواد صفر بعدی و دو بعدی چنین کاربردی وجود ندارد. پایه اصلی نانو تکنولوژی بر استفاده از مواد است. هر ماده ‌ای در فضا دارای سه بعد طول، عرض و ارتفاع است. اگر در ماده ‌ای حداقل یکی از این سه بعد در محدوده نانو متری باشد به آن یک ماده، یک نانو ساختار گویند.

_ Nanoplasmonics and Nanoelectronics Model Section

Nanoelectronics model and investigation of focused nanoplasmonic diaphragm methodwith nanoelectric field distribution in the entangled diaphragm structure in an aluminum film at a wavelength of less than 2 nm

Researcher and Author: Dr. ( Afshin Rashid)

Note: The plasmonic lithography system with a contact probe is a nano-diaphragm-shaped (entangled) in a metal film plate covered in the lower part (dimensions less than 10 nm) , to focus a diode laser beam with a wavelength of 405 nm onto the nano-diaphragm.

Lithographic systems using such high-transmission nano-apertures have achieved sub-diffraction resolution, and have initiated the development of new designs of plasmonic nanolithography. To achieve high optical resolution, the distance between the aperture and the photoresist must be precisely maintained in the range of a few tens of nanometers, because the near-field coupling is very sensitive to the distance. In addition to this difficulty, a major drawback of near-field lithography is the low patterning power. For rapid patterning of nanoscale features, molecular features are printed by contact printing, parallel processes with two-dimensional cantilever arrays or flexible polymer pen arrays for plasmonic nanolithography (10 nm) and the fabrication of nanoelectronic devices.

The parallel process with a pen array was only intended for an array pattern of the same structure, because each pen of the array cannot be activated separately. To produce nanoscale patterns on a larger scale, we need a probe array whose elements are activated separately. Using an array of nanoaperture probes in a parallel process is a promising way to realize high-throughput, near-field optical lithography. However, in practice, it is difficult to implement an optical probe array that holds thousands or millions of elements for near-field recording, because the distance between each probe and the pattern substrate must be precisely maintained in the range of tens of nanometers. Each optical probe has an additional solid thin film layer under the diaphragm to physically contact the substrate and maintain the gap distance during scanning.

For contact plasmonic nanolithography, an optical probe with a high-transmittance and wide-area nanodiaphragm is embedded in a metal film. To protect the diaphragm from contamination and wear, the optical probe is filled with a dielectric material in the hole and covered with a dielectric protective layer whose thickness is controlled by the gap distance between the probe and the substrate. The electric field distribution in the interlaced diaphragm structure in an aluminum film at a wavelength of less than 2 nm is calculated by a direct-axis polarized beam using contact plasmonic nanolithography. Dimensions in the fabrication of nanoelectronic devices and accessories are calculated to simulate the realistic process of patterning on the resistance of the fabrication of nanoelectronic devices and accessories. The dielectric medium is silica glass, which is transparent at the wavelength of interest and easily coated with plasma chemical vapor deposition of nanoparticles.

Conclusion:

The plasmonic lithography system with a contact probe is a nanodiaphragm-shaped (entangled) in a metal film plate covered in the lower part (dimensions less than 10 nm) , to focus a diode laser beam with a wavelength of 405 nm onto the nanodiaphragm.

Researcher and Author: Dr. ( Afshin Rashid)

Specialized PhD in Nano-Microelectronics

_ بخش نانو پلاسمونیک و اُلگوی نانو الکترونیک

اُلگوی نانو الکترونیکو بررسی شیوه دیآفراگم نانو پلاسمونیک متمرکز با توزیع میدان نانو الکتریکی در ساختار دیافراگم در هم پیچیده در یک فیلم آلومینیومی‌در طول موج کمتر از ۲ نانومتر

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته: سیستم لیتوگرافی پلاسمونی با کاوشگر تماس به صورت نانو دیآفراگم به شکل (درهم پیچیده) در یک صفحه فیلم فلزی که در بخش پایین (ابعاد کمتر از 10 نانو متر) پوشانده شده است ، تا یک پرتو لیزر دیودی با طول موج 405 نانومتر را بر روی دیآفراگم نانو متمرکز کند.

سیستم لیتوگرافی با استفاده از چنین بالا انتقال نانو دیافراگم وضوح زیر از حد پراش دست یافته اند، و توسعه طرح‌های جدید از نانولیتوگرافی پلاسمونیک را آغاز کرده اند برای دستیابی به وضوح نوری بالا ، فاصله بین دیافراگم و مقاومت در برابر عکس باید دقیقاً در محدوده چند ده نانو متر حفظ شود ، زیرا اتصال میدان نزدیک به فاصله بسیار حساس است. علاوه بر این دشواری ، یک اشکال اصلی لیتوگرافی نزدیک میدان ، کم بودن توان الگوسازی است. برای الگوسازی سریع مقیاس نانو ، ویژگی‌های مولکول به روش چاپ تماس ، فرآیندهای موازی با آرایه‌های دو بعدی کنسول یا آرایه‌های قلم پلیمری انعطاف پذیر برای نانو لیتوگرافی پِلاسمونی (10 نانو متری) و ساخت اَدوات نانو اِلکترونیک انجام میگیرد.

فرآیند موازی با یک آرایه قلم فقط برای یک الگوی آرایه از همان ساختار در نظر گرفته شده بود ، زیرا هر قلم آرایه نمی‌تواند به طور جداگانه فعال شود. برای تولید الگوهای مقیاس نانو در مقیاس بزرگتر ، به یک آرایه پروب نیاز داریم که عناصر آن به طور جداگانه فعال شوند. استفاده از آرایه‌‌‌ای از پروبهای نانو دیافراگم در یک فرآیند موازی ، راهی امیدوارکننده برای تحقق لیتوگرافی نوری با توان بالا و نزدیک میدان است. با این حال ، در عمل پیاده سازی یک آرایه کاوشگر نوری که هزاران یا میلیون‌ها عنصر را برای ضبط میدان نزدیک نگه می‌دارد ، دشوار است ، زیرا فاصله بین هر کاوشگر و بستر الگو باید در محدوده دهها نانومتر به طور دقیق حفظ شود. هر کاوشگر نوری دارای یک لایه فیلم نازک جامد اضافی در زیر دیآفراگم است تا بتواند به صورت فیزیکی با بستر تماس گرفته و فاصله شکاف را در طول اسکن حفظ کند.

برای نانو لیتوگرافی پلاسمونی در حالت تماس ، یک کاوشگر نوری که دارای یک دیآفراگم نانو با قابلیت انتقال بالا و پهن در یک فیلم فلزی است. برای محافظت از دیآفراگم در برابر آلودگی و سایش ، کاوشگر نوری با یک ماده دی الکتریک در سوراخ پر شده و با یک لایه محافظ دی الکتریک پوشانده شده است که ضخامت آن توسط فاصله شکاف بین کاوشگر و بستر تنظیم می‌شود. توزیع میدان الکتریکی را در ساختار دیافراگم در هم پیچیده در یک فیلم آلومینیومی‌در طول موج کمتر از ۲ نانومتر با یک پرتو برخورد قطبی محور مستقیم با استفاده از نانو لیتوگرافی پلاسمونی در حالت تماس ابعاد در ساخت اَدوات و اَفزاره‌های نانو الکترونیکمحاسبه می‌شود برای شبیه سازی فرآیند واقع گرایانه الگوبرداری بر روی مقاومت در برابر ساخت اَدوات و اَفزاره‌های نانو الکترونیکشدت موج صفحه برخورد رسانه دی الکتریک شیشه سیلیس است که در طول موج مورد شفاف و به راحتی با‌های پلاسما رسوب شیمیایی بخار نانو ذرات پوشیده شده است.

نتیجه گیری :

سیستم لیتوگرافی پلاسمونی با کاوشگر تماس به صورت نانو دیآفراگم به شکل (درهم پیچیده) در یک صفحه فیلم فلزی که در بخش پایین (ابعاد کمتر از 10 نانو متر) پوشانده شده است ، تا یک پرتو لیزر دیودی با طول موج 405 نانومتر را بر روی دیآفراگم نانو متمرکز کند.

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک

_ Nanoplasmonics and Nanoelectronics Model Section

Nanoelectronics and (nanoplasmonics) application of nanoelectromagnetic waves in nanometer specifications in two-dimensional, one-dimensional and even zero-dimensional structures

Researcher and Author: Dr. ( Afshin Rashid)

Note: In the structure that constitutes nanostructures (nanoplasmonics), the created volume of the electromagnetic field is locally compressed and enhanced. Small changes in the dielectric surrounding the nanovolume affect the resonance of surface plasmons, so that these changes are reflected in the amount of scattered radiation, absorbed radiation, or a change in its wavelength.

Nanostructure is defined as any structure with one or more dimensions and is measured in the nanometer range. Nanostructures refer to materials or structures that have at least one dimension between 1 and 100 nanometers . The importance of the nanoscale is in changing the properties and characteristics of materials in these dimensions. Properties such as electrical conductivity, electromagnetic properties, etc. The beginning of changing the properties of materials by miniaturizing them depends more than anything on the type of material and the desired property. For example, as the dimensions of a material are reduced, generally some of the electromagnetic properties of nanomolecular materials such as the conductivity of nanoparticle particles in the material improve. This increase in strength does not only occur in the range of a few nanometers, and the strength of a material of several tens or even hundreds of nanometers may be much greater than that of a large-scale bulk material. These changes can be measured using optical characteristics. The oscillation of surface electrons and the electric field around them shows in the resonance of localized surface plasmons.

For example, as the dimensions of a nanostructured material (nanoplasmonics) decrease , some of the mechanical properties of the material, such as strength, generally improve. This increase in strength does not occur only in the range of a few nanometers, and the strength of a material of several tens or even hundreds of nanometers may be much greater than that of a large-scale bulk material. On the other hand, changes in some properties, such as color and magnetic properties, may occur in dimensions of only a few nanometers. Nanoplasmonics is expressed based on the interaction process between electromagnetic waves and conduction electrons in metals with nanoscale dimensions . Analytically, the reason for the rapid drop in energy of electrons passing through metals is that this energy is spent on the collective and oscillatory motion of free electrons in the metal, which is called a plasmon. These nanostructures consist of metal and dielectric, whose dimensions are below the excitation wavelength (the wavelength of the radiation that excites plasmonic waves).

Conclusion:

In the nanostructures (nanoplasmonics), the created volume of the electromagnetic field is locally compressed and enhanced. Small changes in the dielectric surrounding the nanovolume affect the resonance of surface plasmons, so that these changes are manifested in the amount of scattered radiation, absorbed radiation or a change in its wavelength.

Researcher and Author: Dr. ( Afshin Rashid)

Specialized PhD in Nano-Microelectronics

_ بخش نانو پلاسمونیک و اُلگوی نانو الکترونیک

اُلگوی نانو الکترونیکو (نانو پلاسمونیک) کاربردی از امواج نانو الکترومغناطیسی در مشخصات نانو متری در ساختار‌های دو بعدی ، تک بعدی و حتی صفر بعدی

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته :در ساختمان تشکیل دهنده نانو ساختار‌های (نانو پلاسمونیک) حجم ایجاد شده میدان الکترومغناطیسی به صورت موضعی ، فشرده و بهبود یافته است. تغیرات اندک در دی الکتریکِ اطراف نانو حجم، بر روی تشدید پلاسمون‌های سطحی اثر می‌گذارد، به طوری که این تغییرات خود را در میزان پرتو پراکنده شده ، پرتو جذب شده و یا تغییر طول موج آن نشان می‌دهد.

نانو ساختار به عنوان هر ساختار با یک یا چند بعد تعریف می‌شود و در محدوده مقیاس نانو متر اندازه گیری می‌شود. نانو ساختار‌ها به مواد یا سازه‌هایی اطلاق می‌شوند که حداقل یک بعد بین 1 تا 100 نانو متر داشته باشند. اهمیت مقیاس نانو در تغییر خواص و ویژگیهای مواد در این ابعاد است. خواصی مانند رسانایی الکتریکی، خواص الکترو مغناطیسی و غیره. شروع تغییر خواص مواد با کوچکسازی آن بیش از هر چیز به نوع ماده و خاصیت مورد نظر بستگی دارد. به عنوان مثال با کوچک شدن ابعاد یک ماده، عموما برخی از خواص الکترو مغناطیسی نانو مولکولی مواد مانند رسانایی ذرات نانو در مواد بهبود مییابد. این افزایش استحکام تنها در محدوده چند نانومتر اتفاق نمیافتد و ممکن است استحکام مادهای چند ده و حتی صد نانومتری نیز بسیار بیشتر از ماده توده‌‌‌ای بزرگ مقیاس باشد. با استفاده از مشخصه‌های اپتیکی می‌توان این تغییرات را اندازه گیری کرد. نوسان الکترون‌های سطحی و میدان الکتریکی اطراف آنها را در تشدید پلاسمون‌های سطحی موضعی نشان می‌دهد.

به عنوان مثال با کوچک شدن ابعاد یک ماده نانو ساختار‌های (نانو پلاسمونیک) ، عموما برخی از خواص مکانیکی مواد مانند استحکام بهبود مییابد. این افزایش استحکام تنها در محدوده چند نانومتر اتفاق نمیافتد و ممکن است استحکام مادهای چند ده و حتی صد نانومتری نیز بسیار بیشتر از ماده تودهای بزرگ مقیاس باشد. از طرفی تغییر برخی خواص همانند رنگ و خواص مغناطیسی ممکن است در ابعاد تنها چند نانومتر رخ دهد. نانو پلاسمونیک بر اساس فرآیند بَر هم کنش بین امواج الکترو مغناطیسی و الکترون‌های رسانش در فلزات با ابعاد نانو بیان شده است، به صورت تحلیلی دلیل افت سریع انرژی الکترون‌ها در عبور از فلزات میباشد و نتیجه گرفت این انرژی صرف حرکت تجمعی و نوسان گونه الکترون‌های آزاد فلز می‌شود و آن را پلاسمون نامید. این نانو ساختار‌ها متشکل از فلز و دی الکتریک می‌باشد که ابعاد آنها زیر طول موج تحریکی ( طول موج پرتویی که باعث تحریک امواج پلاسمونیک می‌شود) قرار دارد.

نتیجه گیری :

در ساختمان تشکیل دهنده نانو ساختار‌های (نانو پلاسمونیک) حجم ایجاد شده میدان الکترومغناطیسی به صورت موضعی ، فشرده و بهبود یافته است. تغیرات اندک در دی الکتریکِ اطراف نانو حجم، بر روی تشدید پلاسمون‌های سطحی اثر می‌گذارد، به طوری که این تغییرات خود را در میزان پرتو پراکنده شده ، پرتو جذب شده و یا تغییر طول موج آن نشان می‌دهد.

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک

_ بخش نانو پلاسمونیک و اُلگوی نانو الکترونیک

اُلگوی نانو الکترونیکو پلاسمونیک ساخت و تولید سیستم‌های نانو الکتریکی Nano System (اَبعاد 1 تا 100 نانومتر)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )

نکته : سیستم‌های نانو Nano System از مواد آلی یا معدنی مختلفی تشکیل شده اند که قابلیت و ویژگی‌های آنها مانند اندازه آنها از 1 تا 100 نانومتر هستند. ذرات نانو اجزای اصلی تشکیل دهندهسیستم‌های نانو Nano System میباشند .

اولین توصیف گسترده نانو تکنولوژی به هدف خاص فناوری دستکاری دقیق اتم‌ها و مولکول‌ها برای ساخت محصولات در مقیاس کلان اشاره دارد که به عنوان نانو سیستم Nano System نیز شناخته می‌شود.

نانو سیستم Nano System عملکردی در مقیاس مولکولی است. این کار هم کارهای فعلی و هم مفاهیم پیشرفته تر را در بر می‌گیرد. به معنای اصلی آن ، فناوری نانو به توانایی پیش بینی شده برای ساخت اقلام از پایین به بالا ، با استفاده از تکنیک‌ها و ابزارهایی گفته می‌شود که برای ساخت محصولات کامل و با کارایی بالا تولید می‌شوند. نانو سیستم Nano System ایده "مونتاژ" در مقیاس نانو را ارائه داد که می‌تواند کپی خود و خود را بسازد. از دیگر موارد پیچیدگی دلخواه با کنترل اتمی‌در نانو سیستم Nano System‌ها بسیار گسترده و کاربردی میباشد. نانو کامپیوتر و نانو اسمبلر‌ها نیز زیر گروه نانو سیستم‌ها Nano System میباشند. نانو ذرات اجزای اصلی تشکیل دهنده تمام نانو سیستم‌ها Nano system میباشند. برای تولید ذرات نانو با کمک فناوری نانو می‌توان در اتمها از طریق کنترل خصوصیات تغییراتی ایجاد کرد. زمانی که مواد در مقیاس نانو مطالعه و بررسی می‌شوند واکنش‌های و رفتار اتمها در مقایسه با حالتی که مطالعه در سطح مولکولی انجام می‌شوند کاملا متفاوت است چرا که در این قلمرو خصوصیات فیزیکی مواد تغییر می‌کند این درست مانند این است که در توپی را در محفظه‌‌‌ای بیندازید و توپی دیگری را از آن محفظه بیرون آورید. تفاوت در قلمرو نانو به اندازه‌‌‌ای است که حتی رنگ، نقطه ذوب، خصوصیات شیمیایی و غیره مواد در خارج از این محدوده کاملا متفاوت است. با رویکرد تکنولوژی به سمت تجمع مدارات الکترونیک نوری، مشکلات ساخت و پدیده‌هایی که به جلوگیری از فشرده سازی بیشتر ساختار کمک می‌کرد، باعث شد تا استفاده از ساختارهای پلاسمونیک و امواج پلاسمونیک مورد بررسی و استفاده قرار بگیرد. این نانو ساختار‌ها متشکل از فلز و دی الکتریک می‌باشد که ابعاد آنها زیر طول موج تحریکی ( طول موج پرتویی که باعث تحریک امواج پلاسمونیک می‌شود) قرار دارد.

نتیجه گیری :

سیستم‌های نانو Nano System از مواد آلی یا معدنی مختلفی تشکیل شده اند که قابلیت و ویژگی‌های آنها مانند اندازه آنها از 1 تا 100 نانومتر هستند. ذرات نانو اجزای اصلی تشکیل دهندهسیستم‌های نانو Nano System میباشند .

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک

_ Nanoplasmonics and Nanoelectronics Model Section

Nanoelectronics and plasmonics model for manufacturing and producing nanoelectrical systems (dimensions 1 to 100 nanometers)

Researcher and Author: Dr. ( Afshin Rashid)

Note: Nano Systems are composed of various organic or inorganic materials whose capabilities and characteristics, such as their size, range from 1 to 100 nanometers. Nano particles are the main components of Nano Systems.

The first broad description of nanotechnology refers to the specific goal of the technology of precisely manipulating atoms and molecules to make products on a large scale, also known as a nanosystem .

Nanosystems are molecular-scale functions. This includes both current work and more advanced concepts. In its original sense, nanotechnology refers to the envisioned ability to build things from the bottom up, using techniques and tools that are developed to produce complete, high-performance products. Nanosystems introduced the idea of ​​nanoscale "assembly" that can make copies of itself and of itself. Among other things, arbitrary complexity with atomic control is very widespread and applicable in Nanosystems. Nanocomputers and nanoassemblers are also sub-groups of Nanosystems. Nanoparticles are the main components of all Nanosystems. Nanotechnology can be used to produce nanoparticle particles by changing the properties of atoms. When materials are studied at the nanoscale, the reactions and behavior of atoms are completely different compared to when they are studied at the molecular level, because in this realm the physical properties of the materials change. This is like dropping a ball into a container and taking another ball out of that container. The difference in the nano realm is so great that even the color, melting point, chemical properties, etc. of the materials outside this range are completely different. With the technological approach towards the accumulation of optoelectronic circuits, the fabrication problems and phenomena that helped prevent further compaction of the structure led to the use of plasmonic structures and plasmonic waves. These nanostructures consist of metal and dielectric whose dimensions are below the excitation wavelength (the wavelength of the radiation that excites the plasmonic waves).

Conclusion:

Nano Systems are composed of various organic or inorganic materials whose capabilities and characteristics, such as their size, range from 1 to 100 nanometers. Nano particles are the main components of Nano Systems.

Researcher and Author: Dr. ( Afshin Rashid)

Specialized PhD in Nano-Microelectronics

_ بخش نانو پلاسمونیک و اُلگوی نانو الکترونیک

اُلگوی نانو الکترونیکو پلاسمونیکی ، برای مثال آزمایش ، امواج مایکروویو و ساختار‌های فلزی بزرگ ‌تر

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته: از آنجایی که پارامتر‌های مواد به طور قابل توجهی با فرکانس تغییر می‌کنند. به طور خاص، این بدان معناست که آزمایش ‌های مدل با، برای مثال، امواج مایکروویو و ساختار‌های فلزی بزرگ ‌تر، نمی‌‌توانند جایگزین آزمایش ‌ها با نانو ساختار‌های فلزی در فرکانس‌های نوری شوند.

نَوسانات چگالی بار سطحی مرتبط با نانو پلاسمون‌های سطحی در سطح مشترک بین یک فلز و یک دی الکتریک می‌تواند باعث ایجاد میدان‌های نزدیک نوری به شدت افزایش یافته شود که از نظر فضایی در نزدیکی سطح فلز محصور شده اند. به طور مشابه، اگر گاز الکترون در سه بعد محصور شود، مانند یک ذره کوچک، جابجایی کلی الکترون‌ها نسبت به شبکه با بار مثبت منجر به نیروی بازگردانی می‌شود که به نوبه خود باعث ایجاد ذره- پلاسمون خاص می‌شود. رزونانس بسته به هندسه ذره. در ذرات با شکل مناسب (معمولاً نوک تیز)، تجمع بار موضعی که با میدان‌های نوری به شدت افزایش یافته همراه است، می‌تواند رخ دهد.تغییر برخی خواص همانند رسانایی در نانو ترانزیستور‌ها و خواص الکترو مغناطیسی در نانو سیم‌ها ممکن است در ابعاد تنها چند نانو متر رخ دهد.تشدید پلاسمون‌های سطحی در ساختار‌های با ابعاد نانو متری، تشدید پلاسمون‌های سطحی موضعی نامیده می‌شود. الگو برداری از مواد مغناطیسی در آرایه‌هایی از نقطه‌های نانومقیاس می‌تواند منجر به تغییر بسیار قوی و بسیار قابل کنترل در قطبش نور هنگامی‌که پرتو از آرایه منعکس می‌‌شود، شود. این کشف می‌تواند حساسیت اَجزای نوری را برای کاربرد‌های مخابراتی و حسگر زیستی افزایش دهد. جفت شدن بین نور و مغناطیس در نانو ساختار‌های اِلکتریکی پِلاسمون های سَطحی موضعی (Localized Surface Plasmon) از فعل و انفعالات نانو الکترونیکی کوانتومی‌ناشی می‌شود. این فعل و انفعالات منجر به اثرات مغناطیسی اپتیکی می‌شود که ویژگی‌ها، مانند محور قطبش یا شدت نور را تغییر می‌دهد. تعاملات بین نور و ماده در مقیاس نانو افزایش می‌یابد. این یک انگیزه کلیدی در زمینه پلاسمونیک است که بر همکنش نور با نانو ساختار‌های فلزی موجب ساخت افزاره‌های نانو الکترونیکمیگردد. در ساختار نانو ساختار‌های اِلکتریکی پِلاسمون های سَطحی موضعی (Localized Surface Plasmon) یک نانو ذره فلزی در اندازه نانو بسیار شبیه یک آنتن برای طول موج‌های مرئی عمل می‌کند. چنین آنتن‌هایی برای ما در بسیاری از دستگاه‌های روزمره که بر روی امواج رادیویی و میکروبی بسیار طولانی تر کار می‌کنند از پدیده‌‌‌ای به نام تشدید شبکه سطحی استفاده کردند که در آن همه نانو ذرات، آنتن‌های کوچک، به صورت هماهنگ در یک آرایه تابش می‌کنند.

کلید این کار مونتاژ نانو آنتن‌های مغناطیسی در مقیاس طولی است که با طول موج نور ورودی مطابقت دارد. در آرایه ‌های تناوبی، نانو ذرات به شدت با یکدیگر بَرهمکنش می‌کنند و باعث نوسانات جمعی می‌‌شوند. چنین رفتاری قبلاً در نانو ذرات فلزات مشاهده میشوند.

نتیجه گیری :

از آنجایی که پارامتر‌های مواد به طور قابل توجهی با فرکانس تغییر می‌کنند. به طور خاص، این بدان معناست که آزمایش ‌های مدل با، برای مثال، امواج مایکروویو و ساختار‌های فلزی بزرگ ‌تر، نمی‌‌توانند جایگزین آزمایش ‌ها با نانو ساختار‌های فلزی در فرکانس‌های نوری شوند.

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک

_ Nanoplasmonics and Nanoelectronics Model Section

Nanoelectronic and plasmonic models, for example, experiments, microwaves and larger metal structures

Researcher and Author: Dr. ( Afshin Rashid)

Note: Since material parameters change significantly with frequency. In particular, this means that model experiments with, for example, microwaves and larger metal structures cannot replace experiments with metal nanostructures at optical frequencies.

The surface charge density fluctuations associated with surface nanoplasmons at the interface between a metal and a dielectric can give rise to strongly enhanced optical near-fields that are spatially confined near the metal surface. Similarly, if the electron gas is confined in three dimensions, such as a small particle, the overall displacement of the electrons relative to the positively charged lattice leads to a restoring force that in turn gives rise to a specific particle-plasmon. Resonance depends on the particle geometry. In suitably shaped particles (usually sharp-pointed), localized charge accumulations associated with strongly enhanced optical fields can occur. Changes in some properties, such as conductivity in nanotransistors and electromagnetic properties in nanowires, can occur on scales of only a few nanometers. The enhancement of surface plasmons in nanoscale structures is called localized surface plasmon resonance. Patterning magnetic materials into arrays of nanoscale dots can lead to a very strong and highly controllable change in the polarization of light when the beam is reflected from the array. This discovery could increase the sensitivity of optical components for telecommunications and biosensor applications. Coupling between light and magnetism in electrical nanostructures Localized Surface Plasmons arise from quantum nanoelectronic interactions. These interactions lead to magneto-optical effects that change properties, such as the polarization axis or the intensity of light. The interactions between light and matter increase at the nanoscale. This is a key motivation in the field of plasmonics, which focuses on the interaction of light with metallic nanostructures to create nanoelectronic devices. In the Localized Surface Plasmon (LSP) electrical nanostructures, a nano-sized metal nanoparticle acts much like an antenna for visible wavelengths. Such antennas have been used in many of our everyday devices, operating at much longer radio and microwave wavelengths, using a phenomenon called surface lattice resonance, in which all the nanoparticles, the tiny antennas, radiate in unison in an array.

The key is to assemble magnetic nanoantennas on a length scale that matches the wavelength of the incoming light. In periodic arrays, the nanoparticles interact strongly with each other, causing collective oscillations. Such behavior has previously been observed in metal nanoparticles.

Conclusion:

Since material parameters change significantly with frequency, this means that model experiments with, for example, microwaves and larger metal structures cannot replace experiments with metal nanostructures at optical frequencies.

Researcher and Author: Dr. ( Afshin Rashid)

Specialized PhD in Nano-Microelectronics

_ بخش نانو پلاسمونیک و اُلگوی نانو الکترونیک

اُلگوی نانو الکترونیکو پلاسمونیک بهینه سازی معماری مدار‌های نانو نوری چند عنصری و چند فناوری سنتی با استفاده از رفتار نوری

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته: بهینه سازی معماری مدارهای نوری چند عنصری و چند فناوری سنتی با استفاده از رفتار نوری منحصر به فرد نانو نوری امکان پذیر است."یکپارچه سازی خود" یکپارچه را می‌توان با لایه بندی یکی از دیگر برای ایجاد جلوه‌های نوری کلی به دست آورد.

ادغام فضایی را می‌توان با سازماندهی توابع مختلف نوری در یک ساختار آرایه از طریق تکرار الگوی نانو انجام داد.ادغام ترکیبی با افزودن یک لایه (ها) نانو نوری به مواد نوری کاربردی حاصل می‌شود.

از طریق ترکیب مناسب مواد و ساختارها ، دستگاههای نانو نوری می‌توانند هرگونه عملکرد نوری منفعل از جمله فیلتر قطبش ، عقب ماندگی فاز ، فیلتر طیفی و مدیریت انتشار (به عنوان مثال ، لنزها و تقسیم کننده‌های پرتو) را انجام دهند. عملکردهای مختلفی را می‌توان برای برنامه‌های کاربردی مبتنی بر فضای آزاد و موج طراحی کرد. دستگاه‌های نانو نوری نیز می‌توانند طوری طراحی شوند که در هر محدوده طول موج کار کنند. روش اصلی برای طول موج UV ، قابل مشاهده و IR با تغییرات مناسب در ابعاد و مصالح ساختاری قابل استفاده است. علاوه بر این ، آنها می‌توانند هسته یک سیستم نوری را تشکیل دهند. کاربرد‌های عملی نانو نوری به یک سیستم نوری کامل متشکل از مواد نانو طرح دار و مواد مجاور شامل بستر نوری و پوشش‌های فیلم نازک نیاز دارد. ساختار‌های نانو نوری به عنوان ترکیبی از ویژگی‌های مادی و فیزیکی تعریف می‌شوند.

نتیجه گیری :

بهینه سازی معماری مدارهای نوری چند عنصری و چند فناوری سنتی با استفاده از رفتار نوری منحصر به فرد نانو نوری امکان پذیر است."یکپارچه سازی خود" یکپارچه را می‌توان با لایه بندی یکی از دیگر برای ایجاد جلوه‌های نوری کلی به دست آورد.

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک